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室内実験によるマグマ溜りのダイナミクスと地震波観測の対応

岩浆房动力学与室内实验地震波观测的对应关系

基本信息

批准号：
15038209
负责人：
隅田育郎
金额：
$ 3.07万
依托单位：
Kanazawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

火山の噴火様式を決定する一つの主要な要因は、マグマからの揮発性物質の脱ガス効率である。マグマは結晶を含むと、速い変形速度程、柔らかく振舞うという、非ニュートン粘性を持つが、そのような流体からの気泡の脱ガスについては十分に分かっていない。そこで本研究では、このような脱ガス過程を理解するために室内アナログ実験を用いた。アナログ物質としては、キサンタンガム水溶液を用いた。まず、単一気泡の上昇速度の気泡体積依存性を調べた。その結果、気泡の上昇速度は、ニュートン粘性流体に比べて強い体積依存性を持ち、また界面張力が利く体積より小さい体積では、異なる体積依存性があることが分かった。次に気泡の注入間隔を変えた時の上昇速度について調べる実験を3つの気泡サイズについて行った。このような気泡の注入間隔の依存性はニュートン流体では見られないものである。その結果、上昇速度は気泡の注入間隔が長くなるにつれて、遅くなることが分かった。さらに、上昇速度と気泡注入間隔の間には、冪乗則の関係があり、大きな気泡程、注入間隔が遅くなるのに時間がかかることが分かった。この結果は、気泡が通過した後に通り道ができて、それが時間とともになくなる過程を反映していると解釈された。最後に、以上の実験結果を踏まえて、多数の気泡を発生させた場合の実験を行った。その結果、ニュートン粘性流体では気泡サイズにばらつきがあり、それが合体することにより間欠的に気泡が抜けていくことが分かった。また、気泡が下降流に伴って下方に運ばれる現象も見られた。一方、非ニュートン流体については、気泡が2,3の通り道を作り、そこを選択的に通って抜ける現象が見られ、下降流は生じなかった。気泡の上昇速度は、単一気泡が上昇する時に比べ数倍速く、気泡が抜ける通り道が出来ていることと整合的であった。マグマが結晶を含むと粘性が上がり、脱ガスが困難になると考えられているが、一方で本実験が示すように、通路を作る可能性もあり、その場合は脱ガスが効率的になることが示唆される。

The main reason for determining the type of volcanic eruptions is the efficiency of volatile substances. The temperature of the liquid is very high. The temperature of the liquid is very high. This study is aimed at understanding the process and application of indoor environmental protection. A substance is used in aqueous solutions. The bubble volume dependence of the rising velocity of the gas bubble is adjusted. As a result, the bubble rise rate is higher than the viscosity of the fluid, and the interfacial tension is higher than the viscosity of the fluid. The injection interval of the secondary bubble is changed, and the rising speed is changed. The dependence of the injection interval of the gas bubble on the fluid is not obvious. As a result, the rising speed and the injection interval of bubbles are very long. The relationship between rise velocity and bubble injection interval and power is: The result of this is that the passage of time is reflected in the process. In the end, the results of the above implementation were achieved, and most of the bubbles were generated. As a result, the viscous fluid can be separated from the fluid by a single bubble. The phenomenon of falling bubbles and falling flow is also observed. A square, non-liquid, bubble, 2, 3 channels, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 10 The bubble rises at a speed that is several times faster than the bubble rises at a speed that is several times faster than the bubble rises. For example, if a crystal is present, the viscosity of the crystal will increase, and if the crystal is present, the probability of the crystal will increase.